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核酸提取方法:磁珠法核酸提取的崛起之路

浏览次数: 日期:2016-04-13 15:17:02

摘自:海狸纳米科技

 

引言

随着分子生物学技术的高速发展,以核酸杂交、核酸扩增及核酸序列分析为代表的分子诊断和检测技术在诸多领域中日益凸显出至关重要的作用。核酸提取作为分子诊断实验的“第一步”,也是最关键的一步,其获得的核酸质量的优劣将直接影响到下游分子生物学试验的成败。

 

1、核酸提取传统方法

自1869年核酸被首次发现以来,许多研究者在核酸的提取方法上进行了不懈的探索,对核酸的各种材料和试剂进行改进,传统的提取方法主要有:酚抽提法、碱裂解法、CTAB抽提法和EtBr-CsCl梯度离心法。这些传统提取方法可从不同组织样本中分离出DNA和RNA,但这些技术中包含沉淀和离心等操作步骤,其所需的生物样本量较大,提取步骤较为繁杂、费时费力,得率也不高,难以实现自动化操作,另外,大部分的传统方法中还需要用到有毒化学试剂,对操作人员的健康具有潜在危害,因此,伴随着分子生物学以及高分子材料学的发展,从液相系统中分离核酸的传统技术逐渐被以固相载体为基础的新方法所取代。

 

2、固相载体吸附法

以固相吸附物载体为基础的新型核酸提取方法主要有:旋转离心柱提取法、玻璃珠吸附法、二氧化硅基质法、阴离子交换法和纳米磁珠提取法。这类方法的操作步骤主要可分为三个部分:(1)利用裂解液促使细胞破裂,使核酸释放于液相中;(2)利用载体对核酸的较强亲和力和吸附力,将释放出来的核酸特异性地结合在特定载体上,使蛋白质、多糖和脂类等其它杂质依然游离于液相中,随上清的移走而被除去;(3)通过调节洗脱液的离子强度和pH值,将吸附于载体上的核酸洗脱下来而得到纯化后的核酸。

 

其中,离心柱法DNA提取试剂盒以其低廉的价格和相对便捷的操作,在市面上应用得较为广泛,但随着对DNA提取需求量的增多,离心柱法提取DNA的缺点也日益凸显。样本需求量大,损失多,对于珍稀样本无能为力等成为离心柱法无法避免的缺点,同时离心柱法DNA提取过程需要反复离心,不便于高通量、自动化操作,与现代生物学实验要求格格不入。为了适应现代分子生物学高通量,高灵敏度,自动化操作的发展需求,20世纪90年代,磁珠法DNA提取技术由此诞生,其原理是磁珠表面带有特定的活性基团,在特定条件下能够与核酸进行特异性可逆结合,同时利用磁珠自身具备的磁响应能力,在外加磁场的作用下可方便地进行定向移动与富集,进而实现对核酸的分离纯化。

 

 

磁珠法核酸提取的优势

磁珠法DNA提取是纳米科技与生物技术的完美结合,具有其它DNA提取方法不可比拟的优势:

(1)样本需求量低:微量的材料即可提到高浓度的核酸;

(2)操作简单快速:整个操作流程基本分为五步(裂解、结合、洗涤、干燥、洗脱),全程无需离心操作,大多可在30~60分钟内完成;

(3)质量稳定可靠:游离的磁珠与核酸的结合量更大,特异性的结合使得核酸纯度更高,且可通过控制磁珠表面基团来调节核酸回收量;

(4)全自动化操作:采用核酸提取仪可实现自动化、高通量操作,一键启动,即可实现几十甚至几百个样品的提取;

(5)安全无毒无害:试剂不含酚、氯仿等有毒化学试剂,完全符合现代化环保理念。

 

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